(57)【要約】      （修正有）【課題】運転始動後の過渡時にベーンをロータから適正に進出させることができ且つ前記ベーンの重重量化を抑制することができる気体圧縮機およびそれに用いる前記ベーンの製造方法を提供する。【解決手段】シリンダ室に回転可能に収容されたロータと、前記シリンダ室を前記ロータの周方向に配列される圧縮室に区画すべく前記ロータから進退可能に該ロータに保持され、該ロータの回転に伴う遠心力を受け且つ基端２３ａに前記シリンダ室の周壁へ向けての油圧力を受け、先端２３ｂが前記周壁に当接可能のベーン２３とを備え、前記ロータの回転に伴い先端２３ｂが前記周壁を摺動することにより前記圧縮室の容積が増減し、該圧縮室がその容積の増減に応じて気体を吸入し吸入した気体を圧縮する気体圧縮機である。ベーン２３の重心の位置は、該ベーンの基端２３ａと先端２３ｂとの中心Ｇ１よりも該先端側Ｇ２に偏倚して設定されている。【選択図】図３
2005299429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ室に回転可能に収容されたロータと、前記シリンダ室を前記ロータの周方向に配列される圧縮室に区画すべく前記ロータから進退可能に該ロータに保持され、該ロータの回転に伴う遠心力を受け且つ基端に前記シリンダ室の周壁へ向けての油圧力を受け、先端が前記周壁に当接可能のベーンとを備え、前記ロータの回転に伴い前記先端が前記周壁を摺動することにより前記圧縮室の容積が増減し、該圧縮室がその容積の増減に応じて気体を吸入し吸入した気体を圧縮する気体圧縮機であって、
前記ベーンの重心の位置は、該ベーンの前記基端と前記先端との中心よりも該先端側に偏倚して設定されていることを特徴とする気体圧縮機。
【請求項２】
前記ベーンは、比重が相互に異なる少なくとも二種類の金属材料から構成されることを特徴とする請求項１に記載の気体圧縮機。
【請求項３】
前記ベーンは、該ベーンの前記基端から前記先端に向けて、複数の前記金属材料のうち比重の大きい該金属材料の分布割合が増大することを特徴とする請求項２に記載の気体圧縮機。
【請求項４】
ベーンロータリー式の気体圧縮機に用いられるベーンの製造方法であって、非磁性を示す第一の金属材料を融解して前記ベーンのための型枠に流し込み、磁性を示し前記第一の金属材料よりも比重が大きい第二の金属材料からなる粉体状、粒体状または細片状の固体を前記型枠内で前記第一の金属材料に混入し、前記型枠内に磁気力を作用させることによりロータから進出する前記ベーンの進出方向の先端側で前記第二の金属材料の分布割合を増大させた状態で前記第一の金属材料を凝固させることを特徴とする鋳造によるベーンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、冷房装置の冷媒ガスの圧縮に用いられる気体圧縮機に関し、特に、ロータの回転に伴って冷媒ガスを圧縮する圧縮室を規定すべく前記ロータに進退可能のベーンが設けられた気体圧縮機およびそれに用いるベーンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベーンロータリー式の気体圧縮機は、例えば冷房装置に用いられ、該冷房装置に圧縮した冷媒ガスを供給する。冷媒ガスの圧縮のために前記気体圧縮機は、従来良く知られているように、シリンダ室内に回転可能に収容され、複数のベーンを進退可能に保持するロータを有する。複数の前記ベーンは、前記ロータの回転により各前記ベーンに作用する遠心力と、圧縮された冷媒ガスの圧力により各前記ベーンの基端を受け入れるそれぞれのベーン背圧室に供給される油の圧力とにより、前記シリンダ室の周壁へ向けて付勢される。この付勢力により各前記ベーンの先端は前記シリンダ室の前記周壁と当接し、該周壁と当接した各前記ベーンにより、前記シリンダ室は前記ロータの外周でその周方向に沿って配列される複数のチャンバに区画される。各前記ベーンの前記先端は、各該ベーンへの付勢下で前記ロータが回転することにより前記シリンダ室の前記周壁を摺動する。各前記ベーンの前記先端が前記周壁を摺動することにより、各前記チャンバは、前記ロータの回転に伴って容積が増減する複数の圧縮室として機能する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
複数の前記圧縮室で圧縮された冷媒ガスは、吐出室に吐出され、該吐出室を経て前記冷房装置に供給される。従来よく知られているように、各前記ベーン背圧室には、前記吐出室の圧力を利用して油が供給される。
【特許文献１】特開昭５６−１０７９９２号公報（第１−５頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したように、各前記ベーンは、各該ベーンに作用する遠心力と、各前記ベーン背圧室に供給された油の圧力とにより、前記周壁へ向けて付勢される。
【０００５】
各前記ベーンに作用する付勢力の一方である遠心力は、前記ロータの回転数に比例して変化する。前記ロータの回転数は、運転始動後、比較的迅速に増大する。このため、前記ベーンには、運転始動後から安定運転時と略同じ大きさの遠心力が作用する。
【０００６】
各前記ベーン背圧室には前記吐出室の圧力により油が供給されるので、各前記ベーンへの付勢力の他方である各前記ベーン背圧室の油の圧力の大きさは、前記吐出室の圧力の大きさに比例する。該吐出室の圧力は、運転始動後すぐには大きくならず、運転により各前記圧縮室から吐出される冷媒ガスの前記吐出室内での蓄積量の増加に伴って徐々に大きくなる過渡状態を経て、安定運転時の大きさになる。前記吐出室の圧力と比例する各前記ベーン背圧室の油の圧力も、運転始動後には過渡状態を経て安定運転時の大きさになる。
【０００７】
このため、過渡時に前記ベーンに作用する付勢力は、安定運転時と変わらない大きさで該ベーンに作用する遠心力に大きく依存することとなり、安定運転時に該ベーンが受ける付勢力と比較して小さくなる。
【０００８】
しかしながら、前記ベーンは、過渡時の小さな付勢力では、前記ロータの表面を覆う油膜の粘性による抵抗に打ち勝つことができず、前記ロータから適正に進出できないことがある。
【０００９】
そこで、前記ベーンに作用する遠心力を大きくするために該ベーンの重量を増やすことが考えられるが、該ベーンを重重量化すると該ベーンに作用する慣性力も増すこととなり、該ベーンの迅速な動きが妨げられる。また、前記ベーンを重重量化することは、前記気体圧縮機の軽量化が図られている現状にそぐわない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、運転始動後の過渡時にベーンをロータから適正に進出させることができ且つ前記ベーンの重重量化を抑制することができる気体圧縮機およびそれに用いる前記ベーンの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した課題を解決するために、本発明に係る気体圧縮機は、基本的に、ロータの回転により該ロータから進退可能なベーンに作用する遠心力を大きくする。
【００１２】
すなわち、本発明に係る気体圧縮機は、シリンダ室に回転可能に収容されたロータと、前記シリンダ室を前記ロータの周方向に配列される圧縮室に区画すべく前記ロータから進退可能に該ロータに保持され、該ロータの回転に伴う遠心力を受け且つ基端に前記シリンダ室の周壁へ向けての油圧力を受け、先端が前記周壁に当接可能のベーンとを備え、前記ロータの回転に伴い前記先端が前記周壁を摺動することにより前記圧縮室の容積が増減し、該圧縮室がその容積の増減に応じて気体を吸入し吸入した気体を圧縮する気体圧縮機であって、前記ベーンの重心の位置は、該ベーンの前記基端と前記先端との中心よりも該先端側に偏倚して設定されていることを特徴とする。
【００１３】
一般に物体に作用する遠心力は、該物体の重量および回転の角速度が同一であれば、回転の中心位置から前記物体の位置までの距離に比例して大きくなる。このため、前記物体は、該物体への力の作用点となる該物体の重心の位置が回転の中心位置から離れるほど大きな遠心力を得ることができる。
【００１４】
本発明によれば、前記ベーンの重心の位置は該ベーンの前記先端側に設定されているので、従来のように重心の位置が中心にあるベーンと比較して、大きな遠心力が前記ベーンに作用する。このため、過渡時のように前記ベーンに作用する付勢力を該ベーンに作用する遠心力に大きく依存するときであっても、該ベーンは、重心が中心に位置する同じ重さのベーンよりも大きな付勢力を受けるので、前記ロータから適正に飛び出すことができる。
【００１５】
前記ベーンを比重が相互に異なる少なくとも二種類の金属材料から構成することができ、これにより、比較的簡単に重心の位置が前記先端側に偏倚した前記ベーンを実現することができる。
【００１６】
複数の前記金属材料のうち比重の大きい該金属材料の分布割合を前記ベーンの前記基端から前記先端に向けて増大させることができる。
【００１７】
これによれば、比重の大きい前記金属材料の分布割合を増大させることで、前記ベーンの重心の位置を前記先端側に偏倚させているので、例えば、前記ベーンの強度を高めるために該ベーンを比重が相互に異なる複数の前記金属材料からなる一体物として形成することができる。
【００１８】
また、非磁性を示す第一の金属材料を融解して前記ベーンのための型枠に流し込み、磁性を示し前記第一の金属材料よりも比重が大きい第二の金属材料からなる粉体状、粒体状または細片状の固体を前記型枠内で前記第一の金属材料に混入し、前記型枠内に磁気力を作用させることによりロータから進出する前記ベーンの進出方向の先端側で前記第二の金属材料の分布割合を増大させた状態で前記第一の金属材料を凝固させる鋳造による製造方法を用いて、重心が前記先端側に設定された前記ベーンを製造することができる。
【００１９】
これによれば、前記第二の金属材料は、磁気力により前記ベーンの前記先端側に引き寄せられるので、例えば、前記型枠内の融解した前記第一の金属材料に対流が生じても、前記先端側で前記第二の金属材料の分布割合が増大する前記ベーンを確実に製造することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る気体圧縮機によれば、前記ベーンの重心の位置が該ベーンの中心よりも前記先端側に設定されているので、前記ロータの回転に伴い前記ベーンに作用する遠心力は、該ベーンと同じ重量に形成され重心の位置が中心にあるベーンと比較して大きくなる。このため、重量が同じであっても前記ベーンに作用する付勢力を大きくすることができるので、該ベーンの重量増加を招くことなくあるいはその大きな重重量化を招くことなく、運転始動後の過渡時であっても、前記ベーンを前記ロータの表面を覆う油膜の粘性による抵抗に打ち勝たせて該ロータから適正に進出させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明を図１ないし図５に示した実施例に沿って詳細に説明する。
【実施例】
【００２２】
図１は、例えば、車両用空調装置に用いられる気体圧縮機１０の断面図を示す。
【００２３】
気体圧縮機１０は、従来よく知られているように、冷却媒体の気化熱を利用して冷却を行なう前記車両用空調装置に組み込まれ、この車両用空調装置の構成要素である凝縮器、膨張弁、蒸発器等（図示せず。）と共に冷却媒体の循環経路を構成する。前記蒸発器は、液状の冷却媒体を気化させることで該蒸発器の周囲の空気から熱を吸収し、その周囲の空気を冷却する。前記膨張弁は、高圧の液状の冷却媒体を低圧の液状の冷却媒体にして前記蒸発器に送り出す。前記凝縮器は、気体状の冷却媒体すなわち冷媒ガスを液化し、この液状の冷却媒体を前記蒸発器に送り出す。気体圧縮機１０は、前記蒸発器から取り入れた冷媒ガスを圧縮し、この圧縮した冷媒ガスを前記凝縮器に供給する。
【００２４】
気体圧縮機１０は、ハウジング１１と、冷媒ガスを圧縮すべくハウジング１１内に収容された圧縮機構１２と、駆動源（図示せず。）からの駆動力を圧縮機構１２に伝えるクラッチ機構１３とを備える。
【００２５】
ハウジング１１は、図示した例では、一端開放の筒状体から成るハウジング本体１１ａと該ハウジング本体の開放部１１ｃを覆うように取り付けられたフロントハウジング１１ｂとを有する。
【００２６】
フロントハウジング１１ｂには、蒸発器（図示せず。）から冷媒ガスを取り入れるための吸入口１６が設けられ、ハウジング本体１１ａには、凝縮器（図示せず。）に圧縮した冷媒ガスを供給するための吐出口１７が設けられている。
【００２７】
圧縮機構１２は、横断面が楕円形状（図２参照。）の筒状を呈する両端開放のシリンダ１８と、その両開放端１８ａ、１８ｂを覆う一対のサイドブロック１９、２０とを有する。このシリンダ１８および両サイドブロック１９、２０によりシリンダ室１５（図２参照。）が形成される。該シリンダ室内には、両サイドブロック１９、２０の内壁面１９ａ、２０ａに摺動可能に当接し、シリンダ１８の軸線に一致する回転軸線を有するロータ２１が回転可能に収容されている。ロータ２１は、該ロータの回転軸線と一致する回転軸２２を有し、該回転軸は、両サイドブロック１９、２０のそれぞれに形成された軸受部１９ｂ、軸受部２０ｂに支持されている。
【００２８】
図２は、図１のＩ−I線に沿って得られた圧縮機構１２を示す断面図である。
【００２９】
図２に示すように、ロータ２１には、その周方向に互いに間隔を置いて五つのスリット状のベーン溝２４が形成されている。各ベーン溝２４には、両サイドブロック１９、２０の内壁面１９ａ、２０ａに当接し（図１参照。）、各ベーン溝２４に嵌合する形状のベーン２３がそれぞれ進退可能に保持されている。従来良く知られているように、各ベーン２３は、両サイドブロック１９、２０にそれぞれ形成された一対の凹所１９ｃおよび一対の凹所２０ｃ（図１参照。）から各ベーン溝２４に供給される潤滑油の圧力を各ベーン２３の基端２３ａに受け、且つロータ２１の回転により各ベーン２３に作用する遠心力を受けることにより、シリンダ１８の内壁面１８ｃに向けて付勢される。この付勢力により各ベーン２３の先端２３ｂは内壁面１８ｃと当接する。該内壁面と当接した五つのベーン２３により、シリンダ室１５は、ロータ２１の外周でその周方向に沿って配列される五つのチャンバ（２５）に区画される。各ベーン２３の先端２３ｂは、該各ベーンへの付勢下でロータ２１が回転することにより内壁面１８ｃを摺動する。各ベーン２３の先端２３ｂが内壁面１８ｃを摺動することにより五つのチャンバ（２５）は、ロータ２１の回転に伴って容積が増減する五つの圧縮室２５として機能する。
【００３０】
ロータ２１は、図１に示すように、クラッチ機構１３から駆動力を受けて回転する。フロントハウジング１１ｂには、回転軸２２を取り巻いて伸長する伸長部１１ｄが設けられ、該伸長部に関連してクラッチ機構１３が取り付けられている。クラッチ機構１３は、伸長部１１ｄに取り付けられた環状のベアリング２６と、該ベアリングを介して伸長部１１ｄに回転可能に取り付けられたプーリ２７と、該プーリから与えられた駆動力を圧縮機構１２のロータ２１に伝えるべく回転軸２２に連結されたアーマチャ２８と、プーリ２７とアーマチャ２８とを連結するための電磁石２９とを有する。従来良く知られているように、プーリ２７には、該プーリに駆動力を与えるべくベルト（図示せず。）が巡らされ、該ベルトを介して与えられた駆動力によりプーリ２７は回転する。クラッチ機構１３は、その操作部（図示せず。）を操作して電磁石２９を励磁させると、該電磁石がその磁力によりアーマチャ２８の磁性材料からなるクラッチ板２８ａを吸着することで、プーリ２７とアーマチャ２８とが連結され、プーリ２７の回転がアーマチャ２８を介してロータ２１に伝わるので、圧縮機構１２に駆動力を伝えることができる。
【００３１】
ロータ２１の回転に伴い圧縮室２５に吸入口１６を経て蒸発器（図示せず。）から冷媒ガスが取り入れられるべく、サイドブロック１９には、一端が圧縮室２５と連通可能にサイドブロック１９の内壁面１９ａに開放し、他端が吸入口１６と連通する吸入孔３０が形成されている。ロータ２１の回転に伴って吸入孔３０を経て圧縮室２５に吸入された冷媒ガスは、該圧縮室により圧縮され高圧となる。この圧縮された冷媒ガスを圧縮室２５から吐出するために、シリンダ１８の内壁面１８ｃの両短径部近傍には、図２に示すように、一対の薄肉部１８ｄが形成され、各該薄肉部には、それぞれ吐出孔３１が形成されている。各該吐出孔には、シリンダ１８の内方から外方への冷媒ガスの通過を許すべく冷媒ガスの圧力により開放する吐出弁３２が設けられている。該吐出弁は、冷媒ガスの圧力により吐出孔３１を開閉すべく撓み変形する薄い板状の吐出弁体３２ａと、該吐出弁体が冷媒ガスの圧力により必要以上に撓むことを防ぐ弁サポート３２ｂとを有する。各吐出孔３１は、ハウジング本体１１ａ内で圧縮機構１２から見てフロントハウジング１１ｂとは反対側に位置する吐出室３３（図１参照。）に吐出弁３２を経て連通可能である。
【００３２】
圧縮室２５で圧縮され各吐出孔３１から吐出された高圧の冷媒ガスは、図１に示すように、サイドブロック２０に取り付けられた油分離機３４を通過して吐出室３３に貯留される。油分離機３４には油分離フィルタ３５が設けられている。従来良く知られているように、油分離フィルタ３５は、冷媒ガスが油分離機３４を通過するときに冷媒ガスに含まれる潤滑油を冷媒ガスから分離する。この分離された潤滑油は、吐出室３３の下方に設けられた油溜め部３６に溜められる。圧縮室２５で圧縮され各吐出孔３１から吐出された高圧の冷媒ガスは、吐出室３３に一時的に貯留されることにより吐出時に生じる脈動が除去され、ハウジング本体１１ａに形成された吐出口１７を経て凝縮器（図示せず。）に供給される。
【００３３】
油溜め部３６に溜められた潤滑油は、従来良く知られているように、相対運動を為す圧縮機構１２の各部材間、例えば、ロータ２１の回転軸２２と、該回転軸を支持する軸受部１９ｂ、２０ｂとの間に、それらの相対運動による摺動を円滑にするために、吐出室３３に作用する圧力によって供給可能である。
【００３４】
クラッチ機構１３から駆動力が与えられロータ２１が回転すると、前述したように、吸入口１６から取り入れられた冷媒ガスは、各圧縮室２５に吸入され、該各圧縮室により圧縮され、油分離機３４を経て吐出室３３に吐出される。吐出室３３に吐出された圧縮された冷媒ガスは、吐出口１７を経て凝縮器（図示せず。）に供給される。
【００３５】
吐出室３３に吐出された冷媒ガスは圧縮され高圧となっているので、吐出室３３には高い圧力が作用する。吐出室３３に圧力が作用すると、前述したように、油溜め部３６の潤滑油は、吐出室３３の圧力により圧縮機構１２に供給される。すなわち、この潤滑油は、シリンダ１８、および両サイドブロック１９、２０に形成された油供給路部分３７ａ、３７ｂ、３７ｃを有する油供給路３７を通り圧縮機構１２の摺動する前記各部材間に供給される。この潤滑油の一部は回転軸２２に沿ってクラッチ機構１３に向かうが、回転軸２２には、該回転軸を取り巻くようにシール機構３８が設けられているので、潤滑油がクラッチ機構１３に達することは防止されている。また、圧縮機構１２の各部材間に供給された潤滑油の一部は、ロータ２１の回転軸２２と該回転軸を支持する軸受部１９ｂ、２０ｂとの間を経て、両サイドブロック１９、２０に形成された凹所１９ｃ、２０ｃに供給される。前述したように、サライと称される凹所１９ｃ、２０ｃに供給された潤滑油は、その圧力により各ベーン２３の基端２３ａを押圧することで各ベーン２３をシリンダ１８の内壁面１８ｃに向けて付勢する。
【００３６】
図３には、本実施例におけるベーン２３を示す。図３（ａ）には、ベーン２３の正面図を示し、図３（ｂ）には、図３（ａ）に示したII-II線に沿って得られたベーン２３の断面図を示す。
【００３７】
ベーン２３は、母材となる非磁性を示す第一の金属材料３９と、磁性を示し該第一の金属材料よりも比重の大きな第二の金属材料４０とから形成されている。本実施例では、第一の金属材料３９としてアルミニウム合金が、第二の金属材料４０として鉄が用いられている。ベーン２３は、母材のアルミニウム合金（３９）の中に複数の細片状の鉄片（４０）が混入されて形成されている。複数の鉄片（４０）の分布割合は、ベーン２３の先端２３ｂ近傍で増大している。このため、ベーン２３の重心は、図３（ｂ）に示すように、従来のベーンの重心の位置であるベーンの略中心位置Ｇ１からベーン２３の先端２３ｂ側に位置する偏倚位置Ｇ２に偏倚している。
【００３８】
次に、このように重心の位置が偏倚したベーン２３の鋳造による製造方法について述べる。
【００３９】
ベーン２３の母材となるアルミニウム合金（３９）を融解する。ベーン２３を成型するための型枠（図示せず。）に融解したアルミニウム合金（３９）を流し込む。前記型枠内の融解したアルミニウム合金に、第二の金属材料４０となる複数の鉄片（４０）を混入する。前記型枠の外部から該型枠のベーン２３の先端２３ｂにあたる位置に磁界を形成し、前記型枠の先端２３ｂの近傍に磁気力を働かせる。磁界は、例えば、磁石あるいは電磁石を前記型枠の先端２３ｂの近傍に近づけることにより形成することができる。
【００４０】
磁気力は、非磁性を示すアルミニウム合金（３９）には作用せず、磁性を示す複数の鉄片（４０）には作用する。このため、前記型枠内の融解したアルミニウム合金（３９）と複数の鉄片（４０）とに磁気力を働かせることにより、前記型枠内では、複数の鉄片（４０）だけに磁気力が作用し、該複数の鉄片がベーン２３の先端２３ｂの近傍に引き寄せられる。この磁気力により、前記型枠内の融解したアルミニウム合金（３９）に混入された複数の鉄片（４０）の分布割合は、ベーン２３の基端２３ａから先端２３ｂに向けて増大した状態で保持される。この複数の鉄片（４０）の分布割合を偏倚させた状態で前記型枠を冷却し、融解したアルミニウム合金（３９）を凝固させることにより、重心が中心位置Ｇ１から偏倚位置Ｇ２に偏倚したベーン２３が製造される。この冷却時に、例えば、冷却に伴う対流が前記型枠内の融解したアルミニウム合金（３９）に生じても、複数の鉄片（４０）は磁気力により引き寄せられているので、複数の鉄片（４０）の分布割合は先端２３ｂ近傍で増大した状態で保持される。なお、本実施例では、上記した磁気力を利用して重心を偏倚させる鋳造によるベーン２３の製造方法を実施するために、母材となる第一の金属材料３９にアルミニウム合金を用いたが、融解した状態で非磁性を示せばよく、本実施例に限定されるものではない。また、第二の金属材料４０は、磁性を示し第一の金属材料３９よりも比重の大きなものであればよく、本実施例に限定されるものではない。
【００４１】
本発明に係るベーン２３は、その重心の位置が偏倚位置Ｇ２に偏倚しているので、本発明に係るベーン２３と同じ重さに形成され、重心の位置が中心位置Ｇ１にある従来のベーンと比較して大きな遠心力を得ることができる。このことは、各ベーン２３に作用する付勢力の他方である各ベーン溝２４に供給された潤滑油の圧力が、安定運転時と比較して低い運転始動時から安定運転時に至るまでの過渡時のように、各ベーン２３への付勢力を該ベーンに作用する遠心力に大きく依存するとき特に有効である。
【００４２】
すなわち、前述したように、各ベーン２３は、各該ベーンに作用する遠心力と、各該ベーンのベーン背圧室として機能する各ベーン溝２４に供給された油の圧力とにより、シリンダ１８の内壁面１８ｃへ向けて付勢される。各ベーン２３に作用する付勢力の一方である遠心力は、ロータ２１の回転数に比例して変化する。ロータ２１の回転数は、運転始動後、比較的迅速に増大する。このため、各ベーン２３には、運転始動後から安定運転時と略同じ大きさの遠心力が作用する。
【００４３】
各ベーン溝２４には吐出室３３の圧力により潤滑油が供給されるので、各ベーン２３への付勢力の他方である各ベーン溝２４の潤滑油の圧力の大きさは、吐出室３３の圧力の大きさに比例する。該吐出室の圧力は、運転始動後すぐには大きくならず、運転により各圧縮室２５から吐出される冷媒ガスの吐出室３３での蓄積量の増加に伴って徐々に大きくなる過渡状態を経て、安定運転時の大きさになる。吐出室３３の圧力と比例する各ベーン溝２４の潤滑油の圧力も、運転始動後には過渡状態を経て安定運転時の大きさになる。
【００４４】
このため、過渡時に各ベーン２３に作用する付勢力は、安定運転時と変わらない大きさで該各ベーンに作用する遠心力に大きく依存する。このような過渡時であっても、各ベーン２３には重心の位置が中心位置Ｇ１にある従来のベーンと比較して大きな付勢力が作用する。これにより、ロータ２１の各ベーン溝２４内に後退した各ベーン２３は、ロータ２１の外周を取り巻くように該ロータの表面を覆う潤滑油の粘性の抵抗に打ち勝つことができ、適正に該ロータから進出することができる。また、過渡時であっても各ベーン２３への付勢力は従来より大きくなっているので、シリンダ１８の内壁面１８ｃを摺動する各ベーン２３が圧縮室２５内の圧力に押し返されることにより、各ベーン２３の先端２３ｂが内壁面１８ｃと断続的に離れ、この先端２３ｂと内壁面１８ｃとの断続的な衝突により生じるチャタリングが軽減される。
【００４５】
よって、本発明に係る気体圧縮機１０では、過渡時であっても各ベーン２３がロータ２１から適正に進出し、各ベーン２３の先端２３ｂがシリンダ１８の内壁面１８ｃを適正に摺動することができるので、運転始動後における各圧縮室２５による冷媒ガスの圧縮が、従来の気体圧縮機よりも効率良く行なわれる。
【００４６】
また、本発明に係る気体圧縮機１０では、各ベーン２３の重心の位置を各該ベーンの中心に位置する中心位置Ｇ１から各ベーン２３の先端２３ｂ側に位置する偏倚位置Ｇ２に偏倚させることにより各ベーン２３に作用する遠心力を大きくしているので、各ベーン２３の大きな重重量化を招くことはない。
【００４７】
したがって、本発明に係る気体圧縮機１０によれば、運転始動後の過渡時に各ベーン２３をロータ２１から適正に進出させることができ且つ各ベーン２３の重重量化を抑制することができる。
【００４８】
また、本発明に係るベーン２３の製造方法によれば、融解した母材を凝固させてベーン２３を製造するときに、例え冷却に伴う対流が融解した母材に生じても、重心の位置が該ベーンの中心に位置する中心位置Ｇ１からベーン２３の先端２３ｂ側に位置する偏倚位置Ｇ２に偏倚したベーン２３を確実に製造することができる。
【００４９】
上記した実施例では、ベーン２３は、磁気力を利用して重心を偏倚させる製造方法により製造されたが、粉末冶金により製造することもできる。この場合、例えば、第一の金属材料３９´からなる粉末と、該第一の金属材料よりも比重の大きな第二の金属材料４０´からなる粉末とを用いる。該第二の金属材料からなる粉末の分布割合がベーン２３の先端２３ｂ側に偏るように、ベーン２３を成型するための成型型枠に二種類の金属材料３９´、４０´の粉末を保持させる。この第二の金属材料４０´の粉末の分布割合が偏倚した状態で、二種類の金属材料３９´、４０´の粉末を圧縮成型し、焼結させることにより、重心の位置が中心位置Ｇ１から偏倚位置Ｇ２に偏倚したベーン２３を製造することができる。
【００５０】
また、ベーン２３は、図４に示すように、第一の金属材料３９´からなるベーン２３の本体と、第一の金属材料３９´よりも比重の大きな第二の金属材料４０´とから製造することができる。この場合、第一の金属材料３９´からなるベーン２３の先端２３ｂの近傍に、ベーン２３の両側端を貫通する貫通孔２３ｃを設け、該貫通孔に第二の金属材料４０´を充填することにより、重心の位置が中心位置Ｇ１から偏倚位置Ｇ２に偏倚したベーン２３を製造することができる。
【００５１】
さらに、ベーン２３は、図５に示すように、該ベーンの基端部２３ｄと先端部２３ｅとを別体に加工し、基端部２３ｄと先端部２３ｅとを結合することにより製造することができる。この場合、基端部２３ｄを第一の金属材料３９´で、先端部２３ｅを第一の金属材料３９´よりも比重の大きな第二の金属材料４０´で加工する。基端部２３ｄには凹部２３ｆを形成し、先端部２３ｅには凹部２３ｆと嵌合する形状の凸部２３ｇを形成する。凹部２３ｆと凸部２３ｇとを嵌合させて圧着し、基端部２３ｄと先端部２３ｅとを結合することにより、重心の位置が中心位置Ｇ１から偏倚位置Ｇ２に偏倚したベーン２３を製造することができる。
【００５２】
上記したように、磁気力を利用して重心を偏倚させる製造方法を用いることなくベーン２３を製造する場合には、例えば、第一の金属材料３９´としてアルミニウム合金あるいはマグネシウム等を用いることができ、第二の金属材料４０´として、鋼、銅、鉄またはチタン等を用いることができる。また、磁気力を利用して重心を偏倚させる製造方法を用いない場合には、重心の位置が中心位置Ｇ１から偏倚位置Ｇ２に偏倚させることができれば、比重が相互に異なる二種類以上の金属材料により構成されていてもよく、上記した例に限定されるものではない。
【００５３】
図４および図５には、第一の金属材料３９´と、該第一の金属材料よりも比重の大きな第二の金属材料４０´とから製造されたベーン２３の例を示したが、重心の位置が中心位置Ｇ１から偏倚位置Ｇ２に偏倚させることができれば図４および図５に示された形状でなくてもよく、上記した例に限定されるものではない。
【００５４】
なお、本発明に係る気体圧縮機１０では、各ベーン２３に作用する遠心力が増加するので、安定運転時に各ベーン２３に作用する付勢力も増加する。このため、安定運転時の各ベーン２３への付勢力を従来のベーンに作用する付勢力と同じ大きさにすべく、各ベーン溝２４に供給される潤滑油の圧力は、例えば油供給路３７の径を調節することにより、従来よりも低い圧力にすることが望ましい。
【００５５】
上記した実施例では、内方が楕円形状を呈する筒状のシリンダ１４の軸線上に回転軸線を持つようにロータ１７が設けられた同心ロータ式の圧縮機に適用した例を示したが、例えば、内方が円形状を呈する筒状のシリンダの内側に、該シリンダの軸線とは異なる回転軸線を持つようにロータが配置される偏心ロータ式の圧縮機に適用しても良く、上記した実施例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る気体圧縮機１０の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示したI−I線に沿って得られた断面図である。
【図３】図３（ａ）および図３（ｂ）は、重心の位置が先端側に偏倚したベーン２３の一例を示すそれぞれ正面図およびその断面図である。
【図４】図４（ａ）および図４（ｂ）は、重心の位置が先端側に偏倚したベーン２３の他の例をそれぞれ示す図３（ａ）および図３（ｂ）と同様の正面図およびその断面図である。
【図５】図５（ａ）および図５（ｂ）は、重心の位置が先端側に偏倚したベーン２３の他の例をそれぞれ示す図３（ａ）および図３（ｂ）と同様の正面図およびその断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  気体圧縮機
１５  シリンダ室
１８ｃ  （周壁としての）内壁面
２１  ロータ
２３  ベーン
２３ａ  基端
２３ｂ  先端
２５  圧縮室
３９、３９´  第一の金属材料
４０、４０´  第二の金属材料
【図１】
2005299429.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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